하늘은 왜 파랄까??

과학으로 풀어보는 하늘색의 비밀 따라오시죠!!

☁️ 문득 하늘을 올려다보다

“와, 하늘 진짜 예쁘다.”
누군가 말했을 때 고개를 들면
푸르고 깨끗한 하늘이 눈앞에 펼쳐진다.
당연하게 여겨왔던 그 파란색.
하지만 가만히 생각해보면
이 질문이 떠오른다.

“왜 하늘은 파란색일까....?”
하늘은 왜 빨갛지도, 초록도 아니고
하필 파란색일까?

나는 이 질문을 아이에게 받았고,
대답을 하기 위해 다시 과학책을 꺼내 들었다.

이 글은 그 과정에서 알게 된 내용을
직접 정리한 일상 속 과학 이야기다.

햇빛은 단순히 ‘하얀색’으로 보이지만
사실은 여러 가지 색의 빛이 섞여 있는 것이다.
빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라색
즉 가시광선 스펙트럼이다.

이 빛들이 공기 중 입자와 부딪히며
산란(scattering)이라는 현상이 발생한다.
그 중에서도 특별한 산란 방식인
레이리 산란(Rayleigh Scattering)이
하늘이 파랗게 보이는 핵심 열쇠다.

레이리 산란은 19세기 과학자
'존 윌리엄 스트럿 레일리(Lord Rayleigh)'가 밝혀낸 현상으로,
빛의 파장이 짧을수록 더 많이 산란된다는 법칙을 기반으로 한다.

색파장(나노미터 nm)산란 강도

이 표를 보면 알 수 있듯이
파란색 빛은 공기 분자와 부딪혀 더 많이 퍼진다.

햇빛이 대기 중으로 들어올 때
가장 많이 산란되는 빛이 바로 파란색이기에,
우리는 하늘을 파랗게 인식하게 되는 것이다.

좋은 질문이다.
사실 보라색 빛이 파란색보다 산란은 더 강하지만
사람 눈의 구조상 보라색에 대한 감도는 낮다.

게다가 햇빛 자체에 포함된
보라색 파장의 양이 적고,
일부는 대기 중에서 흡수되기 때문에
우리는 파란색이 가장 두드러져 보이게 된다.

해가 지는 시점에는
햇빛이 수평 방향으로 대기층을 더 길게 통과한다.

이게 무슨 말이냐면..!!

빛이 공기 입자에 더 많이 부딪힌다.

이 과정에서 파란색 빛은 대부분 산란되어
우리 눈에 도달하기 전에 흩어지고,
파장이 긴 빨간색 계열의 빛만 남아 도달하게 된다.

그래서 일출과 일몰엔
하늘이 빨갛고 노랗게 물드는 것이다.
이것 역시 레이리 산란의 원리다.

내가 이 원리를 알고 난 후부터는
하늘을 바라보는 눈이 달라졌다.

그냥 맑은 날 파란 하늘을 보기만 해도
마치 내가 작은 자연 과학자가 된 듯,
하루의 기분이 더 좋아졌습니다 :)

아이에게 이 원리를 알려주니
그날 이후 “오늘 하늘은 왜 이렇게 진해?”
라며 먼저 물어보기도 했습니다 ㅎㅎ.

우리가 매일 당연하게 보는
파란 하늘에는 이런 복잡한
과학의 법칙이 숨어 있더라구요!!!

다음 번 하늘을 올려다볼 땐
그저 ‘예쁘다’는 감상 외에도
“아, 이건 레이리 산란 덕분이지!”
하고 속으로 중얼거릴지도 모를 것 같은 하루였습니다 ㅎㅎ.